关于岸边集装箱起重机节能降耗的探讨(1)
关于岸咐搭趔涮边集装箱起重机节能降耗的探讨
岸边集装箱起重机（以下简称岸桥）是集装箱船与码头前沿之间装卸集装箱的主要设备，也是码头上的用电大户。近年来，随着新技术的运用、专业化程度的提高，岸桥的单箱能耗呈下降趋势，但其仍存在较大的节能降耗空间。
以某码头现有61T岸桥为例，20尺标箱平均重10T，我们对其每标准箱用电量进行分析：
从分析图表中我们可以看出：
1)用电成本中基本电费占60％以上，而基本电费取决于所选变压器容量大小。
2)实际有用功所需电能占用电量的47％。系统自身损耗（变压器、传动、风机等）约占用电量的53％，而这些损耗的大小取决于系统是否合理配置。
3)存在反馈电，以年吞吐量为200万箱港口为例，每年向电网反馈约为150～200万度电，目前此反馈电并没有得到充分利用与重视。
通过多方面的调研和研究，我们认为对岸桥的节能降耗概括起来可从以下几方面来入手：
一、最大限度利用反馈电，使之直接用于岸桥运行
当前的大多数岸桥都采用交流变频驱动系统，而且一般都带有整流/回馈单元，在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车）减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机也有可能处于再生发电状态，这部分能量经过逆变器回馈单元返回电网，如果这部分能量不能消耗在码头电网中，则反馈回进码头的大电网中。
在岸桥的作业过程当中，这部分电能反馈量是非常大的，怎样最大限度的利用这些反馈电，我们的想法如下：
图一
建立一个码头上所有岸桥的集中远程控制系统（如图一），时刻监视岸桥的动作情况，尽量错开多台岸桥的同时起升时间，将岸桥吊具下降的反馈能量给其他岸桥吸收。
控制系统会两两配对作业岸桥，使得两台岸桥的一个作业循环时间保持一致，但一台岸桥如为在起升过程，则另一台则为在下降过程。在司机室会设置指示灯，由控制系统发出指令提示司机可上升或下降。
这样就可使一台岸桥反馈回电网的能量为配对的岸桥所吸收。而且这套系统搭建起来后，可以选择出最为合理的允许同步岸桥台数，避免多台岸桥同时上升或同时下降，出现功率峰值叠加的情况。从而使变电所变压器的容量选型降低，对已建码头变电所可腾出10～20％的富余容量用于其它设备（如RTG油改电）。
二、使用新技术，提高岸桥作业效率
提高岸桥作业效率有很多方法，提高起升电机、小车电机的功率，使其起升、小车速度更快是一种方法，但这是以消耗更大的能量作为前提的。我们这里提出的提高作业效率是针对岸桥司机作业过程中如何更快的对箱、抓箱、定位等方面提出的。让岸桥在最短的时间内完成作业任务，以此来减少它的自身损耗是我们的目的。下面例举三个具有代表性的新技术：
①集卡定位系统：在码头作业中，集卡的停车位置是非常重要的，岸桥司机在抓箱和放箱过程中很大的时间消耗在控制集卡车的定位上。如何让集卡司机更快的停好位置是这套系统要解决的问题。
这套系统需要配置的硬件设施如下（如图二）：1、目标位置传感器2、车道指示灯3、位置指示灯。
图二
目标位置传感器为一三维动态扫描传感器，可实时扫描任一车道上集卡的定位位置及集卡的偏转方向。目标位置传感器扫描得到的数据经过处理后，输出给位置指示灯，通过不同的指示灯信号可告知司机需前进或后退或当前位置正确，以此来控制集卡的定位。
②自动倾转系统：因为集卡无法做到完全平行于集卡道，岸桥司机在抓箱和放箱前往往需要调整吊具的倾转，而如何快速的调整倾转也是提高岸桥作业效率的一个途径。
自动倾转系统在原有的倾转系统基础上需加装下列硬件设施：1、目标位置传感器2、变频器3、速度和绝对值编码器
在吊具的下放过程前，目标位置传感器已经对下面所停放的集卡进行了位置扫描，经过计算可以得到岸桥吊具倾转所需要调整的角度。在吊具的下降过程中，变频器得到指令对倾转电机进行控制，并通过速度和位置编码器调整角度，在吊具到达集卡上方时，倾转系统已自动调整到与集卡偏转吻合的角度。
通过变频器来控制倾转电机可使电机的动作更有效，而且加上编码器参与的闭环控制，可使该倾转系统比普通倾转系统更快、更精确的达到目标角度。
③船型扫描系统：岸桥在集装箱船上进行作业时，船上的箱排列无规律可循。多次导致了撞箱（打保龄）事故的发生。有些码头因此要求岸桥司机在船上吊箱时一定要走“门”字型线路。而这套船型扫描系统则可改善这种状况。
图三
这套系统需要在司机室下部增加一个目标位置传感器（如图三），该目标位置传感器采取向下扫描的方式，在每次的小车运行过程中，该传感器都对下面的箱型进行扫描。扫描得到的图形进入控制器后，控制器可通过运算可以得到最优的吊具行进线路，当预判断有撞箱危险时，控制器可直接停止小车或起升的动作。
以上是三种通过较小的投资能得到较大收益的新技术，类似的技术还有很多。通过这些新技术提高岸桥作业效率是岸桥节能降耗的重要手段。